南方医科大学公共卫生学院教授彭鸿娟团队同合作者，首次证实丢失了顶质体这一细胞器的刚地弓形虫（Toxoplasma gondii)，可以通过在体外补充顶质体主要代谢通路的相关代谢产物，原本失去的增殖能力得以恢复，并在此特殊培养基中无限期生存与增殖。近日，相关成果发表于《自然-通讯》（Nature Communications）。

弓形虫顶体质体中代谢通路示意图。研究团队供图

刚地弓形虫是一种细胞内寄生的机会性致病原虫，可引起人兽共患的弓形虫病。弓形虫能够感染所有温血动物的有核细胞，对宿主选择性弱。健康人群感染弓形虫后没有明显症状或者症状轻微，但在孕妇、免疫受损者（如艾滋病人、肿瘤化疗病人、器官移植抗排斥治疗病人）感染后可引发严重并发症，如畸胎、流产、脑炎、视网膜脉络膜炎等，弓形虫感染还与人群的神经精神症状高度相关。

弓形虫顶质体来自红藻内共生体，即残余叶绿体，是弓形虫重要的代谢中心，尽管它已不具备光合作用功能，但仍保留了多个特有的关键代谢途径，顶质体缺失的弓形虫将失去增殖能力。研究人员深入分析了弓形虫顶质体中的四条主要代谢通路（包括Heme合成通路，类异戊二烯合成的MEP/DOXP通路，溶血磷脂酸合成通路，经FASII的脂肪酸从头合成通路）及其一个辅助通路，并证实这些代谢途径的缺失可以通过补充其相应的代谢产物获得拯救。

该研究利用诱导顶质体丢失的药物加压筛选获得顶质体缺陷的弓形虫虫株(T. gondii^-Apico)，此时弓形虫失去增殖能力，当研究人员在培养基中加入上述代谢途径产生的代谢产物，弓形虫获得了增殖与传代的能力。他们通过对顶质体缺陷弓形虫T. gondii^-Apico虫株的全面代谢组学、转录组学和蛋白质组学分析，揭示了顶质体丢失后的显著适应机制，并通过鉴定T. gondii^-Apico中丰度显著降低蛋白，识别出众多假定的顶质体蛋白。此外T. gondii^-Apico虫株对针对顶质体的药物敏感性降低，为发现靶向顶质体的新药提供了宝贵工具。

该研究首次证实了弓形虫在丢失顶质体的情况下，可以通过摄取培养基中的顶质体代谢产物而恢复增殖能力，并可无限期生存。研究人员还获得了一个独特的细胞器缺陷的虫株模型，用以研究顶质体的功能，为探索顶复门原虫（如弓形虫、疟原虫）的遗传和代谢，以及为抗顶复门原虫药物研发提供了新途径。